Το πρότυπο του...

27
Το πρότυπο του Το πρότυπο του Bοhr οhr για το άτομο του υδρογόνου για το άτομο του υδρογόνου

Transcript of Το πρότυπο του...

Page 1: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Το πρότυπο του Το πρότυπο του BBοhrοhrγια το άτοµο του υδρογόνουγια το άτοµο του υδρογόνου

Page 2: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

(α)

(β)

(α): Συνεχές φάσµα λευκού φωτός(α): Συνεχές φάσµα λευκού φωτός

(β): Γραµµικό φάσµα εκποµπής αερίου(β): Γραµµικό φάσµα εκποµπής αερίου

(γ): Φάσµα απορρόφησης αερίου(γ): Φάσµα απορρόφησης αερίου

(γ)

Page 3: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Κάθε αέριο έχει το δικό του φάσµα Κάθε αέριο έχει το δικό του φάσµα εκποµπής (σαν δακτυλικό αποτύπωµα)εκποµπής (σαν δακτυλικό αποτύπωµα)

Page 4: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Τα ατοµικά φάσµατα Τα ατοµικά φάσµατα και το πρότυπο του και το πρότυπο του RutherfordRutherford

�� Το φάσµα εκποµπής ή Το φάσµα εκποµπής ή απορρόφησης ενός αερίου απορρόφησης ενός αερίου

Από την µελέτη των φασµάτων των αερίων Από την µελέτη των φασµάτων των αερίων προκύπτουν δύο δεδοµένα:προκύπτουν δύο δεδοµένα:

απορρόφησης ενός αερίου απορρόφησης ενός αερίου αποτελείται από ορισµένες αποτελείται από ορισµένες φασµατικές γραµµές, φασµατικές γραµµές, χαρακτηριστικές του αερίου.χαρακτηριστικές του αερίου.

�� Ένα αέριο απορροφά εκείνες Ένα αέριο απορροφά εκείνες µόνο τις ακτινοβολίες που µόνο τις ακτινοβολίες που µπορεί να εκπέµπει. µπορεί να εκπέµπει.

Page 5: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Το ίδιο και µε το φάσµα του ΥδρογόνουΤο ίδιο και µε το φάσµα του Υδρογόνου

Page 6: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

��Κάθε θεωρία για τη δοµή του ατόµου Κάθε θεωρία για τη δοµή του ατόµου πρέπει να εξηγεί τα πειραµατικά πρέπει να εξηγεί τα πειραµατικά δεδοµένα των φασµάτων των αερίων.δεδοµένα των φασµάτων των αερίων.

��Το ατοµικό πρότυπο του Το ατοµικό πρότυπο του RutherfordRutherfordµπορεί άραγε να ικανοποιήσει το µπορεί άραγε να ικανοποιήσει το παραπάνω κριτήριο;παραπάνω κριτήριο;

Page 7: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Αδυναµίες του προτύπου Αδυναµίες του προτύπου Rutherford Rutherford

�� Στο ατοµικό πρότυπο του Στο ατοµικό πρότυπο του RutherfordRutherford, το ηλεκτρόνιο κάνει , το ηλεκτρόνιο κάνει οµαλή κυκλική κίνηση. Το µέτρο της ταχύτητάς του είναι οµαλή κυκλική κίνηση. Το µέτρο της ταχύτητάς του είναι σταθερό, αλλά η κατεύθυνσή της µεταβάλλεται συνεχώςσταθερό, αλλά η κατεύθυνσή της µεταβάλλεται συνεχώςκαι εποµένως το ηλεκτρόνιο και εποµένως το ηλεκτρόνιο επιταχύνεται (κεντροµόλος επιταχύνεται (κεντροµόλος επιτάχυνση).επιτάχυνση).

�� Σύµφωνα µε την ηλεκτροµαγνητική θεωρία του Σύµφωνα µε την ηλεκτροµαγνητική θεωρία του MaxwellMaxwell, , �� Σύµφωνα µε την ηλεκτροµαγνητική θεωρία του Σύµφωνα µε την ηλεκτροµαγνητική θεωρία του MaxwellMaxwell, , κάθε κάθε επιταχυνόµενο φορτίοεπιταχυνόµενο φορτίο, , εκπέµπει ακτινοβολίαεκπέµπει ακτινοβολία, δηλαδή , δηλαδή ενέργεια.ενέργεια.

�� Εποµένως η ενέργεια του ηλεκτρονίου θα πρέπει να Εποµένως η ενέργεια του ηλεκτρονίου θα πρέπει να µειώνεταιµειώνεται συνεχώς.συνεχώς.

�� Το ηλεκτρόνιο λοιπόν θα έπρεπε να κινείται σε σπειροειδή Το ηλεκτρόνιο λοιπόν θα έπρεπε να κινείται σε σπειροειδή τροχιά µέχρι να πέσει στον πυρήνα. Θα επιβίωνε κατά τροχιά µέχρι να πέσει στον πυρήνα. Θα επιβίωνε κατά Maxwell Maxwell µόνο µόνο 1010--1212 secsec

Page 8: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

�� Η συχνότητα της εκπεµπόµενης ακτινοβολίας θα Η συχνότητα της εκπεµπόµενης ακτινοβολίας θα πρέπει να είναι ίση µε τη συχνότητα περιφοράς πρέπει να είναι ίση µε τη συχνότητα περιφοράς πρέπει να είναι ίση µε τη συχνότητα περιφοράς πρέπει να είναι ίση µε τη συχνότητα περιφοράς του ηλεκτρονίου, η οποία µεταβάλλεται συνεχώς. του ηλεκτρονίου, η οποία µεταβάλλεται συνεχώς. ((ffπηγήςπηγής==ffακτινοβολίαςακτινοβολίας) )

�� Άρα και η συχνότητα της ακτινοβολίας συνεχώς Άρα και η συχνότητα της ακτινοβολίας συνεχώς µεταβάλλεται και εποµένως τα άτοµα θα έπρεπε µεταβάλλεται και εποµένως τα άτοµα θα έπρεπε να εκπέµπουν συνεχές φάσµα και όχι γραµµικό, να εκπέµπουν συνεχές φάσµα και όχι γραµµικό, όπως παρατηρείται.όπως παρατηρείται.

Page 9: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Αδυναµίες του πρότυπου του Αδυναµίες του πρότυπου του RutherfordRutherford

α) Πως λοιπόν τα ηλεκτρόνια δεν χάνουν ενέργεια και δεν α) Πως λοιπόν τα ηλεκτρόνια δεν χάνουν ενέργεια και δεν πέφτουν στο πυρήνα (αφού εκπέµπουν ακτινοβολία);πέφτουν στο πυρήνα (αφού εκπέµπουν ακτινοβολία);

β) Γιατί τα φάσµατα των αερίων εξέπεµπαν συγκεκριµένες β) Γιατί τα φάσµατα των αερίων εξέπεµπαν συγκεκριµένες συχνότητες ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας (έχουν δηλ. φάσµα συχνότητες ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας (έχουν δηλ. φάσµα ΓΡΑΜΜΙΚΟ);ΓΡΑΜΜΙΚΟ);

γ) Γιατί οι γραµµές απορρόφησης του φάσµατος εκποµπής των γ) Γιατί οι γραµµές απορρόφησης του φάσµατος εκποµπής των γ) Γιατί οι γραµµές απορρόφησης του φάσµατος εκποµπής των γ) Γιατί οι γραµµές απορρόφησης του φάσµατος εκποµπής των αερίων ταυτίζονται µε τις γραµµές στα φάσµατα απορρόφησης αερίων ταυτίζονται µε τις γραµµές στα φάσµατα απορρόφησης τους;τους;

Συµπέρασµα:Συµπέρασµα: Το άτοµο, στο πρότυπο του Το άτοµο, στο πρότυπο του RutherfordRutherford, , δενδενσυµβιβάζεται µε συµβιβάζεται µε α.α. την ηλεκτροµαγνητική θεωρίατην ηλεκτροµαγνητική θεωρίαβ.β. πειραµατικά δεδοµένα.πειραµατικά δεδοµένα.

Page 10: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Ο νεαρός Ο νεαρός Bohr (Bohr (για το υδρογόνο τουλάχιστον) είχε για το υδρογόνο τουλάχιστον) είχε µιαν απάντησηµιαν απάντηση

Page 11: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Το ηλεκτρόνιο του Το ηλεκτρόνιο του ατόµου του υδρογόνου ατόµου του υδρογόνου περιφέρεται γύρω από το περιφέρεται γύρω από το

Παραδοχές του Παραδοχές του Bohr Bohr για το άτοµο του για το άτοµο του υδρογόνου:υδρογόνου:

1η παραδοχή:1η παραδοχή:

περιφέρεται γύρω από το περιφέρεται γύρω από το θετικά φορτισµένο θετικά φορτισµένο πυρήνα σε οµαλή πυρήνα σε οµαλή κυκλική κίνηση, υπό την κυκλική κίνηση, υπό την επίδραση της δύναµης επίδραση της δύναµης Coulomb Coulomb που δέχεται απ’ που δέχεται απ’ αυτόν (κεντροµόλος αυτόν (κεντροµόλος δύναµη)δύναµη)

Page 12: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Το ηλεκτρόνιο µπορεί να Το ηλεκτρόνιο µπορεί να κινείται µόνο σε κινείται µόνο σε ορισµένες τροχιές, οι ορισµένες τροχιές, οι

Παραδοχές του Παραδοχές του Bohr Bohr για το άτοµο του για το άτοµο του υδρογόνου:υδρογόνου:

2η παραδοχή:2η παραδοχή:

ορισµένες τροχιές, οι ορισµένες τροχιές, οι οποίες ονοµάζονται οποίες ονοµάζονται επιτρεπόµενες τροχιές.επιτρεπόµενες τροχιές.

hnh

nrmL ===π

υ2

n=1,2,3,…,∞

Είναι αυτές για τις οποίες Είναι αυτές για τις οποίες ισχύει ότι η στροφορµή ισχύει ότι η στροφορµή του ηλεκτρονίου του ηλεκτρονίου L = mL = mυυr r είναι ακέραιο είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της πολλαπλάσιο της ποσότητας ποσότητας h/2h/2π.π.

Page 13: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Όταν το ηλεκτρόνιο κινείται σε Όταν το ηλεκτρόνιο κινείται σε ορισµένη επιτρεπόµενη τροχιά ορισµένη επιτρεπόµενη τροχιά δενδεν εκπέµπει ακτινοβολία. εκπέµπει ακτινοβολία.

Παραδοχές του Παραδοχές του Bohr Bohr για το άτοµο του για το άτοµο του υδρογόνου:υδρογόνου:

33η παραδοχή:η παραδοχή:

Η αυθαίρετη αυτή παραδοχή Η αυθαίρετη αυτή παραδοχή έρχεται σε αντίθεση µε την έρχεται σε αντίθεση µε την ηλεκτροµαγνητική θεωρία, ηλεκτροµαγνητική θεωρία, σύµφωνα µε την οποία το σύµφωνα µε την οποία το ηλεκτρόνιο θα έπρεπε να ηλεκτρόνιο θα έπρεπε να ακτινοβολεί συνεχώς ενέργεια και ακτινοβολεί συνεχώς ενέργεια και διαγράφοντας σπειροειδή τροχιά διαγράφοντας σπειροειδή τροχιά να πέφτει στον πυρήνα.να πέφτει στον πυρήνα.

Τροχιά e- σύµφωνα µε τηνηλεκτροµαγνητική θεωρία

Page 14: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

�� Κάθε επιτρεπόµενη Κάθε επιτρεπόµενη τροχιά που ονοµάζεται τροχιά που ονοµάζεται στιβάδα ή φλοιός, στιβάδα ή φλοιός, συµβολίζεται µε τα συµβολίζεται µε τα κεφαλαία γράµµατα Κ, κεφαλαία γράµµατα Κ, L, Μ, N… και L, Μ, N… και

ΚL M N

n=1L, Μ, N… και L, Μ, N… και αντιστοιχεί στην τιµή αντιστοιχεί στην τιµή ενός ακέραιου αριθµού ενός ακέραιου αριθµού n (n (nn=1,2,3…) που =1,2,3…) που ονοµάζεται πρώτος ή ονοµάζεται πρώτος ή κύριος κβαντικός κύριος κβαντικός αριθµός.αριθµός.

n=1

n=2

n=3

n=4

n=∞∞∞∞

Page 15: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Όταν το ηλεκτρόνιο Όταν το ηλεκτρόνιο µεταπηδήσει από µία µεταπηδήσει από µία επιτρεπόµενη τροχιά σε επιτρεπόµενη τροχιά σε

Παραδοχές του Παραδοχές του Bohr Bohr για το άτοµο του για το άτοµο του υδρογόνου:υδρογόνου:

4η παραδοχή:4η παραδοχή:

-Eα-Ετ=hf

επιτρεπόµενη τροχιά σε επιτρεπόµενη τροχιά σε άλλη µικρότερης άλλη µικρότερης ενέργειας, τότε ενέργειας, τότε εκπέµπεται ένα φωτόνιο εκπέµπεται ένα φωτόνιο µε ενέργεια ίση µε τη µε ενέργεια ίση µε τη διαφορά µεταξύ της διαφορά µεταξύ της αρχικής και της τελικής αρχικής και της τελικής του ενέργειαςτου ενέργειας, , δηλ.δηλ.

Eα-Ετ=hf

Εα: αρχική ενέργεια e-

Ετ: τελική ενέργεια e-

hf: ενέργεια φωτονίου

e--

+p+

ΕτΕα

Page 16: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Με τη χρήση απλών µαθηµατικών, ο Με τη χρήση απλών µαθηµατικών, ο Bohr Bohr απέδειξε ότι η ολική ενέργεια του απέδειξε ότι η ολική ενέργεια του ee-- στο στο άτοµο του υδρογόνου (δηλ. κινητική και άτοµο του υδρογόνου (δηλ. κινητική και δυναµική µαζί) είναι πάντα δυναµική µαζί) είναι πάντα αρνητικήαρνητική και και

Ολική ενέργεια ηλεκτρονίου στο Ολική ενέργεια ηλεκτρονίου στο άτοµο του υδρογόνου:άτοµο του υδρογόνου:

δυναµική µαζί) είναι πάντα δυναµική µαζί) είναι πάντα αρνητικήαρνητική και και δίνεται από τη σχέση:δίνεται από τη σχέση:

r

ekE

2

2

−=

όπου k: η ηλεκτρική σταθερά,

e: το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο (απόλυτη τιµή)

r: ακτίνα τροχιάς

Page 17: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

�� Οι τιµές της ενέργειας είναι Οι τιµές της ενέργειας είναι αρνητικέςαρνητικές..

Ερώτηση:Ερώτηση: Ποια είναι η φυσική σηµασία του Ποια είναι η φυσική σηµασία του αρνητικού προσήµου;αρνητικού προσήµου;

Απάντηση:Απάντηση: Πρέπει να προσφερθεί ενέργεια Πρέπει να προσφερθεί ενέργεια για να αποµακρυνθεί το ηλεκτρόνιο από για να αποµακρυνθεί το ηλεκτρόνιο από τον πυρήνα.τον πυρήνα.τον πυρήνα.τον πυρήνα.

�� Η µέγιστη ολική ενέργεια Ε που µπορεί να Η µέγιστη ολική ενέργεια Ε που µπορεί να έχει το ηλεκτρόνιο είναι η τιµή Ε=0έχει το ηλεκτρόνιο είναι η τιµή Ε=0

�� Αυτή αντιστοιχεί σε Αυτή αντιστοιχεί σε r=∞ r=∞ και συµβαίνει και συµβαίνει όταν έχει αποµακρυνθεί εντελώς το όταν έχει αποµακρυνθεί εντελώς το ηλεκτρόνιο εκτός του ηλεκτρικού πεδίου ηλεκτρόνιο εκτός του ηλεκτρικού πεδίου του πυρήνα (ιονισµός).του πυρήνα (ιονισµός).

Page 18: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Επιτρεπόµενες τροχιές και τιµές Επιτρεπόµενες τροχιές και τιµές ενέργειας στο άτοµο του υδρογόνου:ενέργειας στο άτοµο του υδρογόνου:

��Αν Αν rr11 ονοµάσουµε την µικρότερη ονοµάσουµε την µικρότερη επιτρεπόµενη ακτίνα του επιτρεπόµενη ακτίνα του ee--

((ακτίνα ακτίνα Bohr) (rBohr) (r11 = 0,53= 0,53��1010--10 10 m)m),,

21 nrrn ⋅=

n=1

n=2

n=3τότε στην τότε στην nn τροχιά θα έχειτροχιά θα έχει ακτίνα:ακτίνα:

�� Αν Αν E1 E1 ονοµάσουµε την ενέργεια ονοµάσουµε την ενέργεια που έχει στην παραπάνω ακτίνα που έχει στην παραπάνω ακτίνα (Ε1 = (Ε1 = --13,613,6 eV)eV), , η ενέργεια του η ενέργεια του στη στη n n τροχιά είναι:τροχιά είναι:

21

n

EEn =

όπου όπου n=1,2,3,…,∞:n=1,2,3,…,∞: ο αριθµός της ο αριθµός της τροχιάς (πρώτος κβαντικός τροχιάς (πρώτος κβαντικός αριθµός)αριθµός)

-e-+p+

n=1

r1

r2

r3

Ε3

Ε2

Ε1

Page 19: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Γνωρίζοντας τις τιµές της ακτίνας Γνωρίζοντας τις τιµές της ακτίνας rr11 και ενέργειας και ενέργειας EE11στην µικρότερη τροχιάστην µικρότερη τροχιά, , µπορούµε να βρούµε τις µπορούµε να βρούµε τις

επιτρεπόµενες επιτρεπόµενες

ακτίνες ακτίνες rrnn = r= r11·n·n22

και ενέργειες:και ενέργειες: EEnn = E= E11/n/n22

n � ∞

Page 20: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Κινητική ενέργεια ηλεκτρονίουΚινητική ενέργεια ηλεκτρονίου�� Το ηλεκτρόνιο στο άτοµο του υδρογόνου κινείται Το ηλεκτρόνιο στο άτοµο του υδρογόνου κινείται

γύρω από τον πυρήνα. Έχει εποµένως γύρω από τον πυρήνα. Έχει εποµένως κινητική κινητική ενέργειαενέργεια Κ=1/2 Κ=1/2 mmυυ22

Η κεντροµόλος δύναµη Η κεντροµόλος δύναµη FFkk στο ηλεκτρόνιο είναι στο ηλεκτρόνιο είναι FFkk=m=mααΚΚ==mmυυ22//rr

Αλλά ρόλο κεντροµόλου δύναµης παίζει η δύναµη Αλλά ρόλο κεντροµόλου δύναµης παίζει η δύναµη Coulomb FCoulomb FCC που είναιπου είναι

212

=eK kr

Coulomb FCoulomb FCC που είναιπου είναιFFCC=ke=ke22//rr22

Άρα Άρα FFkk= F= FCC και εποµένως έχουµε:και εποµένως έχουµε:mmυυ22//r=ker=ke22//rr22 ⇒⇒ mmυυ22=ke=ke22//r r ⇒⇒ ½ ½ mmυυ22= = ½½ keke22//rr

δηλ. δηλ.

Page 21: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

��Το ηλεκτρόνιο στο άτοµο του Το ηλεκτρόνιο στο άτοµο του υδρογόνου βρίσκεται στο ηλεκτρικό υδρογόνου βρίσκεται στο ηλεκτρικό πεδίο του πυρήνα.πεδίο του πυρήνα.Έχει εποµένως Έχει εποµένως δυναµική ενέργειαδυναµική ενέργεια U U που είναι:που είναι:

∆υναµική ενέργεια ηλεκτρονίου∆υναµική ενέργεια ηλεκτρονίου

που είναι:που είναι:

2

= −eU kr

Page 22: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

= +E K U2 21

(- )2

= +e ek kr r

Ολική ενέργεια ηλεκτρονίουΟλική ενέργεια ηλεκτρονίου

��Άρα η ολική ενέργεια Ε που έχει το Άρα η ολική ενέργεια Ε που έχει το ηλεκτρόνιο στο άτοµο του υδρογόνου ηλεκτρόνιο στο άτοµο του υδρογόνου είναι:είναι:

2

2= −

eE kr

Page 23: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Niels BohrNiels Bohr�� Γεννήθηκε στην Κοπεγχάγη της ∆ανίας το 1885. Γεννήθηκε στην Κοπεγχάγη της ∆ανίας το 1885.

Ο πατέρας του ήταν καθηγητής στο Ο πατέρας του ήταν καθηγητής στο Πανεπιστήµιο της Κοπεγχάγης και η µητέρα του Πανεπιστήµιο της Κοπεγχάγης και η µητέρα του ανήκε σε πλούσια οικογένεια µε ισχυρούς ανήκε σε πλούσια οικογένεια µε ισχυρούς δεσµούς µε τραπεζικούς και πολιτικούς κύκλους.δεσµούς µε τραπεζικούς και πολιτικούς κύκλους.

�� Αφού, το 1911, ολοκληρώνει το διδακτορικό Αφού, το 1911, ολοκληρώνει το διδακτορικό του στην Κοπεγχάγη, πηγαίνει στην Αγγλία, που του στην Κοπεγχάγη, πηγαίνει στην Αγγλία, που ήταν τότε στην πρωτοπορία των ερευνών στη ήταν τότε στην πρωτοπορία των ερευνών στη του στην Κοπεγχάγη, πηγαίνει στην Αγγλία, που του στην Κοπεγχάγη, πηγαίνει στην Αγγλία, που ήταν τότε στην πρωτοπορία των ερευνών στη ήταν τότε στην πρωτοπορία των ερευνών στη φυσική, όπου εργάζεται στα εργαστήρια που φυσική, όπου εργάζεται στα εργαστήρια που διηύθυναν ο διηύθυναν ο JJ. . JJ. . Thomson Thomson και ο και ο Ernest Ernest RutherfordRutherford. Εκεί διαµορφώνει τις βασικές του . Εκεί διαµορφώνει τις βασικές του ιδέες για τη δοµή του ατόµου και τους νόµους ιδέες για τη δοµή του ατόµου και τους νόµους του, συνδυάζοντας την εικόνα του ατόµου του, συνδυάζοντας την εικόνα του ατόµου --όπως είχε αναδυθεί από τα πειράµατα του όπως είχε αναδυθεί από τα πειράµατα του RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε µε την κβαντική θεωρία που είχε εισάγει ο εισάγει ο PlanckPlanck..

Page 24: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

�� Το 1916, επιστρέφει στη ∆ανία σαν καθηγητής Το 1916, επιστρέφει στη ∆ανία σαν καθηγητής της Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήµιο της της Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήµιο της Κοπεγχάγης. Η παγκόσµια αναγνώριση των Κοπεγχάγης. Η παγκόσµια αναγνώριση των εργασιών του στη δοµή του ατόµου γίνεται µε την εργασιών του στη δοµή του ατόµου γίνεται µε την απονοµή σε αυτόν του βραβείου απονοµή σε αυτόν του βραβείου NobelNobel Φυσικής Φυσικής για το 1922.για το 1922.

�� Από το 1922 (ως το θάνατό του) είναι επικεφαλής Από το 1922 (ως το θάνατό του) είναι επικεφαλής του Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής στο του Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήµιο της Κοπεγχάγης, που ιδρύθηκε γι Πανεπιστήµιο της Κοπεγχάγης, που ιδρύθηκε γι του Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής στο του Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήµιο της Κοπεγχάγης, που ιδρύθηκε γι Πανεπιστήµιο της Κοπεγχάγης, που ιδρύθηκε γι αυτόν. Από το 1930, οι έρευνες του αυτόν. Από το 1930, οι έρευνες του BohrBohrπροσανατολίζονται όλο και περισσότερο στη δοµή προσανατολίζονται όλο και περισσότερο στη δοµή και τη συµπεριφορά του πυρήνα του ατόµου.και τη συµπεριφορά του πυρήνα του ατόµου.

�� Ο Ο BohrBohr συνεισέφερε επίσης στην διαµόρφωση των συνεισέφερε επίσης στην διαµόρφωση των ιδεών της κβαντικής φυσικής ειδικά µε την ιδεών της κβαντικής φυσικής ειδικά µε την ανάπτυξη της ανάπτυξη της αρχής της συµπληρωµατικότηταςαρχής της συµπληρωµατικότητας..

Page 25: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

�� Κατά τη διάρκεια της ναζιστικής κατοχής της Κατά τη διάρκεια της ναζιστικής κατοχής της ∆ανίας, στο 2ο παγκόσµιο πόλεµο, ο ∆ανίας, στο 2ο παγκόσµιο πόλεµο, ο BohrBohrδραπετεύει στη Σουηδία και θα περάσει τα δραπετεύει στη Σουηδία και θα περάσει τα τελευταία δύο χρόνια του πολέµου αρχικά στην τελευταία δύο χρόνια του πολέµου αρχικά στην Αγγλία και στη συνέχεια στις Η.Π.Α., όπου Αγγλία και στη συνέχεια στις Η.Π.Α., όπου συνεργάστηκε στο πρόγραµµα Μανχάτταν για την συνεργάστηκε στο πρόγραµµα Μανχάτταν για την κατασκευή πυρηνικής βόµβας.κατασκευή πυρηνικής βόµβας.

�� Μετά το τέλος του πολέµου θα δραστηριοποιηθεί Μετά το τέλος του πολέµου θα δραστηριοποιηθεί στις ειρηνικές εφαρµογές της πυρηνικής φυσικής στις ειρηνικές εφαρµογές της πυρηνικής φυσικής στις ειρηνικές εφαρµογές της πυρηνικής φυσικής στις ειρηνικές εφαρµογές της πυρηνικής φυσικής και στα πολιτικά προβλήµατα που αναφύονται από και στα πολιτικά προβλήµατα που αναφύονται από την ανάπτυξη των πυρηνικών όπλων. Θα την ανάπτυξη των πυρηνικών όπλων. Θα υπερασπίσει την ιδέα ότι τα µυστικά του ατόµου υπερασπίσει την ιδέα ότι τα µυστικά του ατόµου πρέπει να είναι στη διάθεση όλης της διεθνούς πρέπει να είναι στη διάθεση όλης της διεθνούς επιστηµονικής κοινότητας.επιστηµονικής κοινότητας.

�� Πέθανε στην Κοπεγχάγη το 1962.Πέθανε στην Κοπεγχάγη το 1962.

Page 26: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

Τι µάθαµεΤι µάθαµε

�� Το άτοµο, στο πρότυπο του Το άτοµο, στο πρότυπο του RutherfordRutherford, , δενδεν συµβιβάζεται συµβιβάζεται ούτε µεούτε µε την ηλεκτροµαγνητική θεωρία, ούτε µε τα την ηλεκτροµαγνητική θεωρία, ούτε µε τα πειραµατικά δεδοµένα των φασµάτων.πειραµατικά δεδοµένα των φασµάτων.

�� Για να άρει τις αντινοµίες του προτύπου του Για να άρει τις αντινοµίες του προτύπου του RutherfordRutherford, ο , ο BohrBohr προτείνει το δικό του πρότυπο, που έχει επιτυχία στην προτείνει το δικό του πρότυπο, που έχει επιτυχία στην περίπτωση του ατόµου του υδρογόνου. περίπτωση του ατόµου του υδρογόνου. περίπτωση του ατόµου του υδρογόνου. περίπτωση του ατόµου του υδρογόνου.

�� Σύµφωνα µε το πρότυπο του Σύµφωνα µε το πρότυπο του BohrBohr::

�� Η τροχιά του ηλεκτρονίου είναι κβαντωµένηΗ τροχιά του ηλεκτρονίου είναι κβαντωµένη: : LL==mmυυrr==nn hh/2/2π π όπουόπου n=1,2,3,…∞n=1,2,3,…∞..

�� Το ηλεκτρόνιο Το ηλεκτρόνιο εκπέµπει ενέργειαεκπέµπει ενέργεια µόνοµόνο όταν όταν µεταβαίνει από τροχιά µεταβαίνει από τροχιά µεγαλύτερηςµεγαλύτερης σε τροχιά σε τροχιά µικρότερηςµικρότερης ενέργειας και τότε η ενέργεια του ενέργειας και τότε η ενέργεια του φωτονίου που εκπέµπεται είναι: φωτονίου που εκπέµπεται είναι: ΕΕαα --ΕΕττ = = hf.hf.

Page 27: Το πρότυπο του BBοhrlykeioneapolis.weebly.com/uploads/9/5/4/0/9540668/7.____bohr__.pdf · RutherfordRutherford-- µε την κβαντική θεωρία που είχε

��Μελέτη:Μελέτη: σ.σ. 4455--5050

Ερωτήσεις:Ερωτήσεις: 44--6, 6, 2828--3131

Για το σπίτιΓια το σπίτι

��Ερωτήσεις:Ερωτήσεις: 44--6, 6, 2828--3131